JP2010020085A - Optical waveguide structure and method of manufacturing the same, and optical module - Google Patents

Optical waveguide structure and method of manufacturing the same, and optical module Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce coupling loss between each optical waveguide of an optical waveguide structure, which is used for connecting a light emitting device and light receiving device to one optical fiber array, and each optical fiber of the optical fiber array or between each optical waveguide and a light emitting device or a light receiving device. <P>SOLUTION: An optical waveguide structure is designed to have a receiving end optical waveguide 7B which connects an optical fiber 33A included in an optical fiber array to a light receiving device and a transmitting end optical waveguide 7A which connects the optical fiber 33A included in the optical fiber array to a light emitting device, wherein the cross section of the core 4B of the receiving end optical waveguide 7B is made larger than the cross section of the core 4A of the transmitting end optical waveguide 7A. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば光通信などに用いる光導波路構造体に関し、例えば発光デバイス及び受光デバイスを同一の光ファイバアレイに接続するのに好適の光導波路構造体及びその製造方法、光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical waveguide structure used for, for example, optical communication, and more particularly to an optical waveguide structure suitable for connecting a light emitting device and a light receiving device to the same optical fiber array, a manufacturing method thereof, and an optical module.

近年、例えば面発光レーザ(発光デバイス)やフォトダイオード(フォトディテクタ;受光デバイス)などの面型光デバイスを備える多チャンネル光トランシーバ(例えば波長多重多チャンネル光トランシーバ)の開発が進められている。
例えば多チャンネル光トランシーバなどの光モジュールにおいて、面発光レーザやフォトダイオードなどの面型光デバイスを使用する場合、面型光デバイスの光入射面(受光面)又は光出射面(発光面)は実装基板に対して平行になるため、実装基板に対して垂直に光を入射又は出射させることになる。
In recent years, development of multi-channel optical transceivers (for example, wavelength-division multi-channel optical transceivers) including surface-type optical devices such as surface-emitting lasers (light-emitting devices) and photodiodes (photo-detectors; light-receiving devices) has been promoted.
For example, when using a surface optical device such as a surface emitting laser or a photodiode in an optical module such as a multi-channel optical transceiver, the light incident surface (light receiving surface) or light emitting surface (light emitting surface) of the surface optical device is mounted. Since it is parallel to the substrate, light is incident or emitted perpendicular to the mounting substrate.

一方、このような光モジュールにおいては、小型化、薄型化を図ることが必要である。
小型化、薄型化を図るためには、光ファイバ(光ファイバアレイ)を実装基板に対して平行に配置するのが望ましい。この場合、光ファイバの端面と面型光デバイスの光入射面又は光出射面とは略直角の位置関係になる。
このため、基板上に実装された面型光デバイスの光入射面又は光出射面に対して垂直に入射又は出射する光の経路(光路)を略90度曲げて、光ファイバアレイと面型光デバイスとを光学的に接続することが必要になる。
On the other hand, it is necessary to reduce the size and thickness of such an optical module.
In order to reduce the size and thickness, it is desirable to arrange the optical fiber (optical fiber array) in parallel with the mounting substrate. In this case, the end face of the optical fiber and the light incident surface or light emitting surface of the surface optical device have a substantially right-angle positional relationship.
For this reason, the optical fiber array and the surface light are bent by approximately 90 degrees in the light path (light path) incident or emitted perpendicular to the light incident surface or light exit surface of the surface optical device mounted on the substrate. It is necessary to optically connect the device.

そこで、例えば光トランシーバなどの装置内の狭いスペースで光の経路を急峻に曲げるために、略直角の曲面上に光導波路(曲線導波路)を有する光導波路構造体を用い、面型光デバイスに対して入射又は出射する光を、曲面に沿って導いて、光ファイバアレイに結合させる技術がある。
このような光導波路構造体は、曲面上に液状コア材料を滴下し、その上にフィルムを貼り付け、シリコンゴムのような柔らかい素材を用いて一定の圧力で押さえ付けることによって液状コア材料を薄く延ばし、紫外線照射によって硬化させることによって製造される。
特開2005−115346号公報
Therefore, for example, an optical waveguide structure having an optical waveguide (curved waveguide) on a substantially perpendicular curved surface is used for a planar optical device in order to sharply bend the light path in a narrow space in an apparatus such as an optical transceiver. On the other hand, there is a technique in which incident or outgoing light is guided along a curved surface and coupled to an optical fiber array.
In such an optical waveguide structure, a liquid core material is dropped on a curved surface, a film is pasted thereon, and the liquid core material is thinned by pressing with a constant pressure using a soft material such as silicon rubber. Produced by stretching and curing by UV irradiation.
JP 2005-115346 A

ところで、上述のような光導波路構造体では、各光導波路のコア(導波路コア)の断面形状を矩形にし、そのサイズを、受信側・送信側を問わず、同一にするのが一般的である。
また、上述のような光導波路構造体は、発光デバイスと受光デバイスを同一の光ファイバアレイに接続するのに用いられる。そして、通常、光ファイバアレイを構成する各光ファイバの直径(ファイバ径;コア径)は同一である。
By the way, in the optical waveguide structure as described above, the cross-sectional shape of the core (waveguide core) of each optical waveguide is generally rectangular, and the size is the same regardless of the reception side or the transmission side. is there.
The optical waveguide structure as described above is used to connect the light emitting device and the light receiving device to the same optical fiber array. In general, each optical fiber constituting the optical fiber array has the same diameter (fiber diameter; core diameter).

例えば、正方形状の導波路コアの一辺の長さと円形状の光ファイバの直径とを同一にすると、図13(A)に示すように、送信チャネル(送信ch)において、光導波路構造体の光導波路(送信側)から出射される光を光ファイバアレイの光ファイバ(送信側)へ入射させる際に、光導波路の四隅からの光が漏れてしまい、光導波路構造体の光導波路から出射した光を、光ファイバアレイの光ファイバに損失なく結合させることができない。   For example, if the length of one side of the square waveguide core is the same as the diameter of the circular optical fiber, the light of the optical waveguide structure is transmitted in the transmission channel (transmission ch) as shown in FIG. When light emitted from the waveguide (transmission side) enters the optical fiber (transmission side) of the optical fiber array, light from the four corners of the optical waveguide leaks, and light emitted from the optical waveguide of the optical waveguide structure Cannot be coupled to the optical fibers of the optical fiber array without loss.

逆に、正方形状の導波路コアの対角線の長さと円形状の光ファイバの直径とを同一にすると、図13(B)に示すように、受信チャネル(受信ch)において、光ファイバアレイの光ファイバ(受信側)から出射される光を光導波路構造体の光導波路(受信側)へ入射させる際に、光ファイバの周囲からの光が漏れてしまい、光ファイバアレイの光ファイバから出射した光を、光導波路構造体の光導波路に損失なく結合させることができない。   Conversely, if the length of the diagonal line of the square waveguide core and the diameter of the circular optical fiber are the same, the light of the optical fiber array is received in the reception channel (reception channel) as shown in FIG. When light emitted from the fiber (receiving side) is incident on the optical waveguide (receiving side) of the optical waveguide structure, light from the periphery of the optical fiber leaks, and light emitted from the optical fiber of the optical fiber array Cannot be coupled to the optical waveguide of the optical waveguide structure without loss.

このように、送信側・受信側の少なくとも一方において、光導波路及び光ファイバの幾何学形状に起因して、光導波路と光ファイバとの接続部で光が漏れてしまい、結合損失が生じてしまうのを避けることができない。
そこで、発光デバイス及び受光デバイスを同一の光ファイバアレイに接続するのに用いられる光導波路構造体の各光導波路と光ファイバアレイの各光ファイバとの間の結合損失、あるいは、各光導波路と発光デバイスや受光デバイスとの間の結合損失を低減できるようにしたい。
As described above, on at least one of the transmission side and the reception side, light leaks at the connection portion between the optical waveguide and the optical fiber due to the geometric shape of the optical waveguide and the optical fiber, resulting in coupling loss. I can't avoid it.
Therefore, the coupling loss between each optical waveguide of the optical waveguide structure used to connect the light emitting device and the light receiving device to the same optical fiber array and each optical fiber of the optical fiber array, or each optical waveguide and light emission I want to be able to reduce the coupling loss between devices and light receiving devices.

このため、光導波路構造体を、光ファイバアレイに含まれる受信用光ファイバと受光デバイスとを接続する受信側光導波路と、光ファイバアレイに含まれる送信用光ファイバと発光デバイスとを接続する送信側光導波路とを備えるものとし、受信側光導波路のコアの断面積を、送信側光導波路のコアの断面積よりも大きくすることを要件とする。
光モジュールは、上記の光導波路構造体を備えることを要件とする。
Therefore, the optical waveguide structure is connected to the receiving side optical waveguide that connects the receiving optical fiber and the light receiving device included in the optical fiber array, and to the transmitting optical fiber that connects the transmitting optical fiber and the light emitting device included in the optical fiber array. It is a requirement that the cross-sectional area of the core of the receiving-side optical waveguide is larger than the cross-sectional area of the core of the transmitting-side optical waveguide.
An optical module is required to include the optical waveguide structure described above.

光導波路構造体の製造方法は、光ファイバアレイに含まれる受信用光ファイバと受光デバイスとを接続する受信側光導波路と、光ファイバアレイに含まれる送信用光ファイバと発光デバイスとを接続する送信側光導波路とを備える光導波路構造体の製造方法であって、受信側光導波路のコアの断面積が送信側光導波路のコアの断面積よりも大きくなるように、曲面上に異なるサイズの溝を有するクラッド構造体を作製する工程と、溝に液状コア材料を充填するとともに、溝をクラッドフィルムで覆う工程と、クラッドフィルムによって覆われた状態で液状コア材料を硬化させる工程とを含むことを要件とする。   An optical waveguide structure manufacturing method includes: a receiving-side optical waveguide connecting a receiving optical fiber included in an optical fiber array and a light receiving device; and a transmitting optical fiber connecting a transmitting optical fiber included in the optical fiber array and a light emitting device. A method of manufacturing an optical waveguide structure including a side optical waveguide, wherein grooves having different sizes on a curved surface are formed so that a cross-sectional area of a core of a receiving-side optical waveguide is larger than a cross-sectional area of a core of a transmitting-side optical waveguide And a step of filling the groove with a liquid core material, covering the groove with a clad film, and curing the liquid core material in a state covered with the clad film. As a requirement.

したがって、光導波路構造体及びその製造方法、光モジュールによれば、発光デバイスと受光デバイスを同一の光ファイバアレイに接続するのに用いられる光導波路構造体の各光導波路と光ファイバアレイの各光ファイバとの間の結合損失、あるいは、各光導波路と発光デバイスや受光デバイスとの間の結合損失を低減できるという利点がある。   Therefore, according to the optical waveguide structure, the manufacturing method thereof, and the optical module, each optical waveguide of the optical waveguide structure and each light of the optical fiber array used to connect the light emitting device and the light receiving device to the same optical fiber array. There is an advantage that the coupling loss between the fibers or the coupling loss between each optical waveguide and the light emitting device or the light receiving device can be reduced.

以下、図面により、本実施形態にかかる光導波路構造体及びその製造方法、光モジュールについて、図1〜図10を参照しながら説明する。
まず、本光導波路構造体は、曲線状の導波路コア内を光が伝播するように形成された曲線光導波路部品(例えばポリマ光導波路)であって、図5(D)に示すように、曲面2上に形成され、複数の溝3A,3B(ここでは2種類の異なるサイズの溝3A,3Bをそれぞれ複数有する)を備えるクラッド構造体(下部クラッド)1と、各溝3A,3Bに形成された導波路コア4A,4Bと、複数の導波路コア4A,4Bを覆うクラッドフィルム(上部クラッド)5とを備える。
Hereinafter, an optical waveguide structure according to the present embodiment, a manufacturing method thereof, and an optical module will be described with reference to FIGS.
First, this optical waveguide structure is a curved optical waveguide component (for example, a polymer optical waveguide) formed so that light propagates in a curved waveguide core, and as shown in FIG. A clad structure (lower clad) 1 formed on the curved surface 2 and having a plurality of grooves 3A and 3B (here, a plurality of grooves 3A and 3B of two different sizes) and formed in each of the grooves 3A and 3B Waveguide cores 4A and 4B, and a clad film (upper clad) 5 covering the plurality of waveguide cores 4A and 4B.

ここで、クラッド構造体1は、図5(D)に示すように、構造体表面の曲面2上に、曲面2の一端から他端まで延び、並列に設けられた複数の溝(導波路用溝;細溝)3A,3Bを有する曲面構造体である。ここでは、クラッド構造体1は、透明なクラッド材料からなる透明部材によって形成された透明構造体であって、屈折率n1を有する。例えばオレフィン系ポリマ(例えばポリオレフィン)を用いたモールド成型体(樹脂成型体)である。   Here, as shown in FIG. 5D, the clad structure 1 has a plurality of grooves (for waveguides) provided in parallel on the curved surface 2 of the surface of the structure, extending from one end of the curved surface 2 to the other end. (Slot; narrow groove) 3A, a curved surface structure having 3B. Here, the cladding structure 1 is a transparent structure formed of a transparent member made of a transparent cladding material, and has a refractive index n1. For example, a molded product (resin molded product) using an olefin polymer (for example, polyolefin).

導波路コア4A,4Bは、図5(D)に示すように、クラッド構造体1の曲面表層部に形成された各溝3A,3Bを透明なコア材料で埋め込むことによって形成されている。このため、導波路コア4A,4Bは、クラッド構造体1の曲面2に沿って曲線状に形成されており、柱状になっている。この導波路コア4A,4Bは、クラッド構造体1の屈折率n1よりも大きい屈折率n2を有する(n2>n1)。   As shown in FIG. 5D, the waveguide cores 4A and 4B are formed by embedding the grooves 3A and 3B formed in the curved surface layer portion of the cladding structure 1 with a transparent core material. For this reason, the waveguide cores 4 </ b> A and 4 </ b> B are formed in a curved shape along the curved surface 2 of the clad structure 1 and have a columnar shape. The waveguide cores 4A and 4B have a refractive index n2 larger than the refractive index n1 of the cladding structure 1 (n2> n1).

なお、後述するように、本実施形態では、導波路コア4A,4Bを、液状コア材料(液状接着剤)4を塗布し、硬化させて形成しているため、硬化後の屈折率がn2になる材料(屈折率がn2の透明固体)を用いる。
クラッドフィルム5は、図5(D)に示すように、クラッド構造体1の曲面2上の各溝3A,3Bに形成された導波路コア4A,4Bを覆うようにラミネートされている。このクラッドフィルム5は、導波路コア4A,4Bの屈折率n2よりも小さい屈折率n3を有する(n3<n2)。
As will be described later, in this embodiment, the waveguide cores 4A and 4B are formed by applying and curing the liquid core material (liquid adhesive) 4, so that the refractive index after curing is n2. A material (a transparent solid having a refractive index of n2) is used.
The clad film 5 is laminated so as to cover the waveguide cores 4A and 4B formed in the grooves 3A and 3B on the curved surface 2 of the clad structure 1, as shown in FIG. The clad film 5 has a refractive index n3 smaller than the refractive index n2 of the waveguide cores 4A and 4B (n3 <n2).

このような光導波路構造体8は、例えば、入力された電気信号を光信号に変換し、アレイ状の光ファイバ(光ファイバアレイ)を介して送信する機能(光送信機)と、光ファイバアレイを介して入力された光信号を電気信号に変換して受信する機能(光受信機)とを備える多チャンネル光トランシーバ(光モジュール)に用いられる。
この場合、多チャンネル光トランシーバは、例えば図4に示すように、プリント基板(回路基板)30と、表面に入射面(受光面)を有する複数の面型受光デバイス31Aからなる面型受光デバイスアレイ31と、表面に出射面(発光面)を有する複数の面型発光デバイス32Aからなる面型発光デバイスアレイ32と、ドライバIC35と、レシーバIC36と、クラッド構造体、導波路コア及びクラッドフィルムによって構成される複数(ここでは8つ)の曲線導波路7A,7Bを有する光導波路構造体8とを備えるものとして構成される。なお、送信側4チャンネル、受信側4チャンネルの光トランシーバを例に挙げている。
Such an optical waveguide structure 8 includes, for example, a function (optical transmitter) that converts an input electric signal into an optical signal and transmits the optical signal via an arrayed optical fiber (optical fiber array), and an optical fiber array. Is used for a multi-channel optical transceiver (optical module) having a function (optical receiver) for converting an optical signal input via the optical signal into an electrical signal and receiving the electrical signal.
In this case, as shown in FIG. 4, for example, the multi-channel optical transceiver includes a surface light receiving device array including a printed circuit board (circuit board) 30 and a plurality of surface light receiving devices 31A having an incident surface (light receiving surface) on the surface. 31, a surface light emitting device array 32 including a plurality of surface light emitting devices 32 </ b> A having an emission surface (light emitting surface) on the surface, a driver IC 35, a receiver IC 36, a cladding structure, a waveguide core, and a cladding film. And an optical waveguide structure 8 having a plurality (eight in this case) of curved waveguides 7A and 7B. An optical transceiver with 4 channels on the transmission side and 4 channels on the reception side is taken as an example.

ここでは、面型受光デバイス31Aは、フォトダイオード(フォトディテクタ;PD;Photo detector)であり、面型受光デバイスアレイ31は複数(ここでは4つ)のフォトダイオードを備えるPDアレイチップである。
また、面型発光デバイス32Aは、面発光レーザ[VCSEL(Vertical-Cavity Surface−Emitting Laser)]であり、面型発光デバイスアレイ32は複数(ここでは4つ)の面発光レーザを備えるVCSELアレイチップある。
Here, the surface light-receiving device 31A is a photodiode (photo detector; PD; Photo detector), and the surface light-receiving device array 31 is a PD array chip including a plurality (four in this case) of photodiodes.
The surface light emitting device 32A is a surface emitting laser [VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)], and the surface light emitting device array 32 includes a plurality (four in this case) of surface emitting lasers. is there.

また、光導波路構造体8に備えられる複数(ここでは8つ)の曲線導波路のうち、一部(ここでは4つ)の曲線導波路7Bは、光ファイバアレイ33に含まれる一部(ここでは4つ)の光ファイバ(受信用光ファイバ)33Aと受光デバイス31Aとを接続する受信側光導波路(受信チャネル)として機能し、残り(ここでは4つ)の曲線導波路7Aは、光ファイバアレイ33に含まれる残り(ここでは4つ)の光ファイバ(送信用光ファイバ)33Aと発光デバイス32Aとを接続する送信側光導波路(送信チャネル)として機能する。ここでは、複数の受信側光導波路7Bと複数の送信側光導波路7Aとが並列に設けられていることになる。   Among the plurality (eight in this case) of curved waveguides provided in the optical waveguide structure 8, some (here, four) curved waveguides 7B are included in the optical fiber array 33 (here The four optical fibers (receiving optical fibers) 33A and the light receiving device 31A are connected to each other and function as a receiving-side optical waveguide (receiving channel), and the remaining (four here) curved waveguides 7A are optical fibers. It functions as a transmission side optical waveguide (transmission channel) that connects the remaining (four in this case) optical fibers (transmission optical fibers) 33A included in the array 33 and the light emitting device 32A. Here, a plurality of reception-side optical waveguides 7B and a plurality of transmission-side optical waveguides 7A are provided in parallel.

そして、光導波路構造体8は、その一の端面を介してプリント基板30上に実装され、この一の端面には、面型受光デバイスアレイ31及び面型発光デバイスアレイ32が例えばレンズなどを介して光学的に接続され、この一の端面に直交する他の端面には、同一のファイバ径を有する複数(ここでは12本)の光ファイバ33Aからなる光ファイバアレイ33が光学的に接続される。なお、ここでは、光ファイバアレイ33はリボンファイバである。また、ここでは、光コネクタ34付きの光ファイバアレイ33を用いている。   The optical waveguide structure 8 is mounted on the printed circuit board 30 through one end face, and a surface light receiving device array 31 and a surface light emitting device array 32 are provided on the one end face via a lens, for example. An optical fiber array 33 composed of a plurality (here, 12) of optical fibers 33A having the same fiber diameter is optically connected to the other end face orthogonal to the one end face. . Here, the optical fiber array 33 is a ribbon fiber. Here, an optical fiber array 33 with an optical connector 34 is used.

また、プリント基板30は、装置側電気コネクタを介して外部装置と電気的に接続されており、電気信号が入力又は出力(電気I/O)されるようになっている。
このように、本光導波路構造体8は、送信側と受信側が並列に設けられた多チャンネル光トランシーバにおいて面型発光デバイスアレイ32及び面型受光デバイスアレイ31を同一の光ファイバアレイ33に接続する多チャンネル光導波路アダプタとして用いられる。
The printed circuit board 30 is electrically connected to an external device via a device-side electrical connector, and an electrical signal is input or output (electrical I / O).
Thus, the present optical waveguide structure 8 connects the surface light emitting device array 32 and the surface light receiving device array 31 to the same optical fiber array 33 in a multi-channel optical transceiver in which the transmission side and the reception side are provided in parallel. Used as a multi-channel optical waveguide adapter.

ところで、マルチモード光伝送の場合、光ファイバ又は光導波路の端面から出射される光は、そのコアの表面の任意の点から開口数(NA;Numeral Aperture)で規定される範囲の任意の角度で出射した光線の束(光束)として表現できる。この光束を、一般的なレンズ系を用いて、出射したコア面よりも狭いエリアに集光させるのは困難である。
そこで、光ファイバ33A(又は光導波路7A,7B)の出射面(コア面)におけるスポットサイズと光導波路7A,7B(又は光ファイバ33A)の入射面(コア面)におけるスポットサイズとが同じになるように、レンズ系[ここでは図2(B)中、符号9で示すレンズ]によって集光させるようにしている。
By the way, in the case of multimode optical transmission, light emitted from the end face of an optical fiber or optical waveguide is at an arbitrary angle within a range defined by a numerical aperture (NA) from an arbitrary point on the surface of the core. It can be expressed as a bundle (light flux) of emitted light rays. It is difficult to focus this light beam on an area narrower than the emitted core surface by using a general lens system.
Therefore, the spot size on the exit surface (core surface) of the optical fiber 33A (or optical waveguides 7A and 7B) is the same as the spot size on the incident surface (core surface) of the optical waveguides 7A and 7B (or optical fiber 33A). In this way, the light is condensed by a lens system [here, a lens denoted by reference numeral 9 in FIG. 2B].

そして、本実施形態では、図1(A),(B)に示すように、受信側光導波路7Bのコア(導波路コア;受信側コア)4Bの断面積が、送信側光導波路7Aのコア(導波路コア;送信側コア)4Aの断面積よりも大きくなるようにしている。
具体的には、図1(B)に示すように、受信側光導波路7Bのコア4Bの断面の最短距離(ここでは導波路コア4Bの断面は矩形であるため、その短辺の長さ)が、光ファイバ33Aのコア(円形断面)の直径と同一又はそれよりも大きくなるようにしている。また、送信側光導波路7Aのコア4Aの断面の最長距離(ここでは矩形断面の対角線の長さ)が、送信用光ファイバ33Aのコア(円形断面)の直径と同一又はそれよりも小さくなるようにしている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the cross-sectional area of the core (waveguide core; reception core) 4B of the reception side optical waveguide 7B is the core of the transmission side optical waveguide 7A. (Waveguide core; transmission-side core) The cross-sectional area of 4A is made larger.
Specifically, as shown in FIG. 1B, the shortest distance of the cross section of the core 4B of the receiving side optical waveguide 7B (here, since the cross section of the waveguide core 4B is rectangular, the length of its short side) Is equal to or larger than the diameter of the core (circular cross section) of the optical fiber 33A. Further, the longest distance of the cross section of the core 4A of the transmission side optical waveguide 7A (here, the length of the diagonal line of the rectangular cross section) is equal to or smaller than the diameter of the core (circular cross section) of the transmission optical fiber 33A. I have to.

このように、受信側・送信側のいずれにおいても出射側の断面積よりも入射側の断面積の方が大きくなる(出射側断面積<入射側断面積)ようにすることで、光導波路構造体8の各光導波路7A,7Bと光ファイバアレイ33の各光ファイバ33Aとの間の結合損失を最小限に低減するようにしている。
また、図3(A)に示すように、送信側光導波路7Aのコア4Aの断面の最短距離(ここでは導波路コア4Aの断面は矩形であるため、その短辺の長さ)が、発光デバイス32Aの発光面(円形)32AXの直径と同一又はそれよりも大きくなるようにしている。また、図3(B)に示すように、受信側光導波路7Bのコア4Bの断面の最長距離(ここでは矩形断面の対角線の長さ)が、受光デバイス31Aの受光面(円形)31AXの直径と同一又はそれよりも小さくなるようにしている。
In this way, the optical waveguide structure can be obtained by making the incident-side sectional area larger than the emitting-side sectional area on both the receiving side and the transmitting side (emission-side sectional area <incident-side sectional area). The coupling loss between each optical waveguide 7A, 7B of the body 8 and each optical fiber 33A of the optical fiber array 33 is minimized.
3A, the shortest distance of the cross section of the core 4A of the transmission side optical waveguide 7A (here, since the cross section of the waveguide core 4A is rectangular, the length of the short side) is the light emission. The diameter of the light emitting surface (circular) 32AX of the device 32A is the same as or larger than that. As shown in FIG. 3B, the longest distance of the cross section of the core 4B of the receiving side optical waveguide 7B (here, the length of the diagonal line of the rectangular cross section) is the diameter of the light receiving surface (circular) 31AX of the light receiving device 31A. It is made the same or smaller than that.

このように、受信側・送信側のいずれにおいても出射側の断面積よりも入射側の断面積の方が大きくなる(出射側断面積<入射側断面積)ようにすることで、光導波路構造体8の各光導波路7A,7Bと発光デバイス32Aや受光デバイス31Aとの間の結合損失を最小限に低減するようにしている。
なお、本実施形態では、受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aは、いずれも、全長にわたって断面積のサイズが同一になるようにしているが、これに限られるものではなく、少なくとも、光ファイバアレイ33との接続部(結合部)、あるいは、発光デバイス32Aや受光デバイス31Aとの接続部(結合部)において、上述のような関係を満たす断面積のサイズになっていれば良い。
In this way, the optical waveguide structure can be obtained by making the incident-side sectional area larger than the emitting-side sectional area on both the receiving side and the transmitting side (emission-side sectional area <incident-side sectional area). The coupling loss between the optical waveguides 7A and 7B of the body 8 and the light emitting device 32A and the light receiving device 31A is minimized.
In the present embodiment, the receiving-side optical waveguide 7B and the transmitting-side optical waveguide 7A both have the same cross-sectional area over the entire length. However, the present invention is not limited to this. It is sufficient that the size of the cross-sectional area satisfying the relationship as described above is sufficient at the connection portion (coupling portion) to the fiber array 33 or the connection portion (coupling portion) to the light emitting device 32A and the light receiving device 31A.

また、本実施形態では、光導波路構造体8の各光導波路7A,7Bのコア4B,4Aの断面形状は矩形であるが、これに限られるものではなく、例えば楕円形や円形であっても良い。この場合、受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aのコア4B,4Aの断面の最短距離は、楕円形の短径の長さあるいは円形の直径の長さであり、受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aのコア4B,4Aの断面の最長距離は、楕円形の長径の長さあるいは円形の直径の長さである。   In the present embodiment, the cross-sectional shape of the cores 4B and 4A of the respective optical waveguides 7A and 7B of the optical waveguide structure 8 is rectangular, but is not limited to this, and may be, for example, elliptical or circular good. In this case, the shortest distance between the cross-sections of the cores 4B and 4A of the reception-side optical waveguide 7B and the transmission-side optical waveguide 7A is the length of the elliptical short axis or the length of the circular diameter. The longest distance of the cross section of the cores 4B, 4A of the transmission side optical waveguide 7A is the length of the major axis of the ellipse or the length of the diameter of the circle.

さらに、受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aは、図1(A),(B)に示すように、光ファイバアレイ33が接続される側の端面において、これらの光導波路7A,7Bのコア4A,4Bの中心軸Xが同一平面上に並び、かつ、図2(B)に示すように、光ファイバアレイ33を構成する各光ファイバ33Aのコアの中心軸の間隔と一致するように設けられている。   Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the reception-side optical waveguide 7B and the transmission-side optical waveguide 7A are provided on the end face on the side to which the optical fiber array 33 is connected, of the optical waveguides 7A and 7B. The central axes X of the cores 4A and 4B are arranged on the same plane, and as shown in FIG. 2B, coincide with the interval between the central axes of the cores of the optical fibers 33A constituting the optical fiber array 33. Is provided.

ここでは、クラッド構造体1の曲面2の表面上に複数の光導波路7A,7Bからなる導波路アレイを形成するのに、これらの光導波路7A,7Bのコア4A,4Bの中心軸が同一平面上に並ぶようにクラッド構造体1の各溝3A,3Bの深さ(各導波路コア4A,4Bの高さ)を設定している。この場合、図1(B)に示すように、受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとの間のクラッド構造体1の表面には段差6ができることになる。   Here, in order to form a waveguide array composed of a plurality of optical waveguides 7A and 7B on the surface of the curved surface 2 of the clad structure 1, the central axes of the cores 4A and 4B of these optical waveguides 7A and 7B are the same plane. The depths of the grooves 3A and 3B of the clad structure 1 (the heights of the waveguide cores 4A and 4B) are set so as to line up. In this case, as shown in FIG. 1B, a step 6 is formed on the surface of the clad structure 1 between the reception side optical waveguide 7B and the transmission side optical waveguide 7A.

また、光ファイバアレイ33の各光ファイバ33Aのコアの中心軸の間隔と一致するように、クラッド構造体1の各溝3A,3Bの間隔(ピッチ)を設定している。これにより、受信側・送信側のすべての光導波路7A,7Bのコア4A,4Bの中心軸を光ファイバアレイ33の各光ファイバ33Aのコアの中心軸に一致させることができ、受信側・送信側のいずれにおいても光導波路7A,7Bと光ファイバ33Aとの間で軸ずれが生じないようにすることができる。   Further, the interval (pitch) between the grooves 3A and 3B of the clad structure 1 is set so as to coincide with the interval between the central axes of the cores of the optical fibers 33A of the optical fiber array 33. As a result, the central axes of the cores 4A and 4B of all the optical waveguides 7A and 7B on the reception side and transmission side can be made to coincide with the central axis of the core of each optical fiber 33A of the optical fiber array 33. It is possible to prevent any axial deviation between the optical waveguides 7A and 7B and the optical fiber 33A on either side.

これにより、光ファイバアレイ33との接続を損失なく行なうことができ、さらに、受信側と送信側とで結合損失の差が生じないようにすることができる。
特に、本光導波路構造体8では、曲面2上に複数の導波路コア4A,4Bが隣接して形成されているため、一の導波路コアからの漏れ光が隣接する他の導波路コアへ入ってしまい、クロストーク(クロストークノイズ)が生じてしまうおそれがある。しかしながら、上述のようにして結合損失を低減することで、このような隣接チャネル間のクロストークを低減することもでき、この結果、クロストーク性能を改善することができ、信頼性を高めることができる。
Thereby, connection with the optical fiber array 33 can be performed without loss, and further, a difference in coupling loss between the reception side and the transmission side can be prevented.
In particular, in the present optical waveguide structure 8, since the plurality of waveguide cores 4A and 4B are formed adjacent to each other on the curved surface 2, leakage light from one waveguide core is transferred to another adjacent waveguide core. There is a risk of crosstalk (crosstalk noise). However, by reducing the coupling loss as described above, it is possible to reduce such crosstalk between adjacent channels. As a result, the crosstalk performance can be improved and the reliability can be improved. it can.

次に、本実施形態にかかる光導波路構造体の製造方法について、図5(A)〜(D)を参照しながら説明する。
本光導波路構造体の製造方法は、光ファイバアレイ33に含まれる光ファイバ33Aと受光デバイス31Aとを接続する受信側光導波路7Bと、光ファイバアレイ33に含まれる光ファイバ33Aと発光デバイス32Aとを接続する送信側光導波路7Aとを備える光導波路構造体8の製造方法であって、図5(A)〜(D)に示すような各工程を含む。
Next, a method for manufacturing the optical waveguide structure according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The optical waveguide structure manufacturing method includes a receiving-side optical waveguide 7B that connects an optical fiber 33A and a light receiving device 31A included in the optical fiber array 33, an optical fiber 33A and a light emitting device 32A that are included in the optical fiber array 33, and the like. 5A is a method for manufacturing an optical waveguide structure 8 including a transmission-side optical waveguide 7A that connects the two, including each step as shown in FIGS.

まず、図5(A)に示すように、構造体表面の曲面2上に、曲面2の一端から他端まで延びる複数の溝(導波路用溝;細溝)3A,3Bを有する曲面構造体(クラッド構造体;透明構造体)1を、例えばオレフィン系ポリマ(ポリオレフィン;透明なクラッド材料からなる透明部材)を用い、モールド成型によって作製する。つまり、予め曲面2上に溝3A,3Bが形成されている曲面構造体(モールド母材;モールド光導波路)1を作製する。   First, as shown in FIG. 5A, a curved surface structure having a plurality of grooves (waveguide grooves; narrow grooves) 3A and 3B extending from one end to the other end of the curved surface 2 on the curved surface 2 of the surface of the structure. (Clad structure; transparent structure) 1 is produced by molding using, for example, an olefin-based polymer (polyolefin; a transparent member made of a transparent clad material). That is, the curved surface structure (mold base material: mold optical waveguide) 1 in which the grooves 3A and 3B are previously formed on the curved surface 2 is produced.

ここでは、受信側光導波路7Bのコア4Bの断面積が送信側光導波路7Aのコア4Aの断面積よりも大きくなるように[図1(B)参照]、曲面2上に2種類の異なるサイズの溝3A,3Bをそれぞれ複数有する曲面構造体1を作製する。
次に、図5(B)に示すように、ディスペンサ(定量ディスペンサ;液体コア材料滴下装置)によって、曲面構造体1の各溝3A,3Bの一端側又は他端側の各溝3A,3Bを含む曲面2上に所定量の液状コア材料(導波路コア液或いは透明ポリマ液或いは透明液体或いは透明接着剤)4を滴下する。
Here, two different sizes are provided on the curved surface 2 so that the cross-sectional area of the core 4B of the receiving-side optical waveguide 7B is larger than the cross-sectional area of the core 4A of the transmitting-side optical waveguide 7A [see FIG. The curved surface structure 1 having a plurality of grooves 3A and 3B is prepared.
Next, as shown in FIG. 5B, each groove 3A, 3B on one end side or the other end side of each groove 3A, 3B of the curved surface structure 1 is formed by a dispenser (quantitative dispenser; liquid core material dropping device). A predetermined amount of liquid core material (waveguide core liquid, transparent polymer liquid, transparent liquid, or transparent adhesive) 4 is dropped onto the curved surface 2 that is included.

次いで、図5(C)に示すように、液状コア材料4が滴下された側から反対側へ向けて、クラッドフィルム(例えばオレフィン系フィルム)5を徐々に押し付けて覆っていきながら(即ち、クラッドフィルム5をラミネートしていきながら)、各溝3A,3Bに液状コア材料4を充填していく。
次に、図5(D)に示すように、クラッドフィルム5によって覆われた状態で(即ち、クラッドフィルム5を曲面2上に押し付けたままの状態で)、例えば紫外線を照射して液状コア材料(例えばUVエポキシ樹脂或いは紫外線硬化性樹脂材料或いは光硬化性樹脂材料)4を硬化(ここでは半硬化或いは仮硬化)させる。
Next, as shown in FIG. 5C, the clad film (for example, olefin film) 5 is gradually pressed and covered from the side where the liquid core material 4 is dropped toward the opposite side (that is, the clad). While laminating the film 5), the liquid core material 4 is filled in the grooves 3 </ b> A and 3 </ b> B.
Next, as shown in FIG. 5D, the liquid core material is irradiated with, for example, ultraviolet rays while covered with the clad film 5 (that is, with the clad film 5 pressed against the curved surface 2). (For example, UV epoxy resin, ultraviolet curable resin material, or photocurable resin material) 4 is cured (here, semi-cured or temporarily cured).

なお、本実施形態では、この段階で液状コア材料4を半硬化状態に留めておくため、その後の工程において、液状コア材料4を完全に、或いは、略完全に硬化させることになる。なお、本明細書では、以下、このように、完全に、或いは、略完全に硬化させることを「本硬化」という。
ここでは、透明曲面構造体1の裏面側から曲面構造体1を通して例えば紫外線を照射して液状コア材料4を硬化(ここでは半硬化)させるようにしている。なお、クラッドフィルム5として透明フィルムを用いる場合、表面側からクラッドフィルム5を通して例えば紫外線を照射して液状コア材料4を硬化(ここでは半硬化)させるようにしても良い。
In this embodiment, since the liquid core material 4 is kept in a semi-cured state at this stage, the liquid core material 4 is completely or substantially completely cured in the subsequent steps. In the present specification, hereinafter, such complete or almost complete curing is referred to as “main curing”.
Here, the liquid core material 4 is cured (semi-cured in this case) by irradiating, for example, ultraviolet rays from the back surface side of the transparent curved structure 1 through the curved structure 1. When a transparent film is used as the clad film 5, the liquid core material 4 may be cured (here, semi-cured) by irradiating, for example, ultraviolet rays through the clad film 5 from the surface side.

なお、ここでは、液状コア材料4は、この段階では半硬化させるようにしているが、これに限られるものではなく、この段階で本硬化させるようにしても良い。
その後、図5(D)に示すように、例えば熱を加えて液状コア材料4を本硬化させる。これにより、導波路コア4A,4Bが形成される。
このようにして、曲面2上に複数のチャネル状の光導波路(曲線導波路;光路)として受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aを備える光導波路構造体8を製造する。なお、光導波路構造体8は、ポリマを主材料とするポリマ光導波路であり、光導波路部材ともいう。また、光導波路構造体8は、光ファイバ33Aと受光デバイス31Aや発光デバイス32Aとを光学的に接続するものであるため、光接続部材ともいう。
Here, the liquid core material 4 is semi-cured at this stage, but the present invention is not limited to this, and it may be fully cured at this stage.
Thereafter, as shown in FIG. 5D, for example, heat is applied to fully cure the liquid core material 4. Thereby, the waveguide cores 4A and 4B are formed.
In this way, the optical waveguide structure 8 including the receiving side optical waveguide 7B and the transmitting side optical waveguide 7A as a plurality of channel-shaped optical waveguides (curved waveguides; optical paths) on the curved surface 2 is manufactured. The optical waveguide structure 8 is a polymer optical waveguide whose main material is a polymer, and is also referred to as an optical waveguide member. The optical waveguide structure 8 optically connects the optical fiber 33A to the light receiving device 31A and the light emitting device 32A, and is also referred to as an optical connecting member.

したがって、本実施形態にかかる光導波路構造体及びその製造方法によれば、発光デバイス32Aと受光デバイス31Aを同一の光ファイバアレイ33に接続するのに用いられる光導波路構造体8の各光導波路7A,7Bと光ファイバアレイ33の各光ファイバ33Aとの間の結合損失、あるいは、各光導波路7A,7Bと発光デバイス32Aや受光デバイス31Aとの間の結合損失を低減できるという利点がある。つまり、送信側と受信側とを同一部品に組み込んだ光導波路構造体(光導波路アダプタ)8を用いる場合に、送信側・受信側ともに標準的な光ファイバアレイ33との結合損失を最低限に抑えることができ、高性能な光トランシーバを実現できることになる。また、このような光導波路構造体8のクロストーク性能を改善することができ、信頼性を高めることもできる。   Therefore, according to the optical waveguide structure and the manufacturing method thereof according to this embodiment, each optical waveguide 7A of the optical waveguide structure 8 used to connect the light emitting device 32A and the light receiving device 31A to the same optical fiber array 33. , 7B and each optical fiber 33A of the optical fiber array 33, or the coupling loss between each optical waveguide 7A, 7B and the light emitting device 32A or the light receiving device 31A can be reduced. That is, when an optical waveguide structure (optical waveguide adapter) 8 in which the transmission side and the reception side are incorporated in the same component is used, the coupling loss with the standard optical fiber array 33 is minimized on both the transmission side and the reception side. Therefore, a high-performance optical transceiver can be realized. Moreover, the crosstalk performance of such an optical waveguide structure 8 can be improved, and the reliability can be enhanced.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
また、上述の実施形態では、液体コア材料4として、例えばUVエポキシ樹脂材料などの紫外線硬化性樹脂材料を用い、紫外線を照射して硬化させるようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、液体コア材料として光硬化性樹脂材料を用い、光を照射して硬化させるようにしても良い。また、液体コア材料として熱硬化性樹脂材料を用い、熱を加えて硬化させるようにしても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
Further, in the above-described embodiment, as the liquid core material 4, for example, an ultraviolet curable resin material such as a UV epoxy resin material is used and cured by irradiating with ultraviolet rays, but is not limited thereto. For example, a photocurable resin material may be used as the liquid core material and cured by irradiation with light. Further, a thermosetting resin material may be used as the liquid core material and cured by applying heat.

また、上述の実施形態では、多チャンネル光トランシーバにおいて面型発光デバイスアレイ32及び面型受光デバイスアレイ31を同一の光ファイバアレイ33に接続するのに用いられる多チャンネル光導波路アダプタ8に本発明を適用した場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、光トランシーバにおいて一の発光デバイス及び一の受光デバイスを同一の光ファイバアレイ(2つの光ファイバからなる)に接続するのに用いられる光導波路アダプタに本発明を適用することもできる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the multi-channel optical waveguide adapter 8 used for connecting the surface light emitting device array 32 and the surface light receiving device array 31 to the same optical fiber array 33 in the multi-channel optical transceiver. Although the case where it is applied is described as an example, the present invention is not limited to this. For example, in an optical transceiver, one light emitting device and one light receiving device are arranged in the same optical fiber array (consisting of two optical fibers). The present invention can also be applied to an optical waveguide adapter used to connect to the optical waveguide adapter.

また、上述の実施形態では、受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとが、光ファイバアレイ33が接続される側の端面において光導波路7A,7Bの中心軸が同一平面上に並ぶように設けられており、受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとの間のクラッド構造体1の表面に段差6ができているが、これに限られるものではない。
つまり、製品の観点から見ると、上述の実施形態のように、コアサイズの異なる受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとの間のクラッド構造体1の表面に段差6ができていると、クラッドフィルム(カバーフィルム)5にクラックが生じやすいため、長期信頼性を確保するのが望ましい。
In the above-described embodiment, the receiving-side optical waveguide 7B and the transmitting-side optical waveguide 7A are arranged such that the central axes of the optical waveguides 7A and 7B are aligned on the same plane at the end face on the side to which the optical fiber array 33 is connected. The step 6 is formed on the surface of the clad structure 1 between the reception-side optical waveguide 7B and the transmission-side optical waveguide 7A, but is not limited thereto.
That is, from the viewpoint of the product, as in the above-described embodiment, there is a step 6 on the surface of the cladding structure 1 between the reception-side optical waveguide 7B and the transmission-side optical waveguide 7A having different core sizes. Since the clad film (cover film) 5 tends to crack, it is desirable to ensure long-term reliability.

そこで、クラッドフィルム5にクラックが発生するのを防止すべく、例えば、コアサイズの異なる受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとの間の表面に段差6ができないように、図6,図7に示すように、受信側光導波路7Bが設けられている領域と送信側光導波路7Aが設けられている領域とを斜面10でつなぐようにして、クラッドフィルム5にかかるストレスを緩和するのが好ましい。この場合、クラッド構造体1は、受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとの間の表面に斜面10を有するものとなる。なお、図6,図7では、上述の第1実施形態[図5(D),図2参照]のものと同一のものには同一の符号を付している。   Therefore, in order to prevent cracks from occurring in the clad film 5, for example, a step 6 is not formed on the surface between the reception side optical waveguide 7B and the transmission side optical waveguide 7A having different core sizes. As shown in FIG. 7, the stress applied to the clad film 5 is relieved by connecting the region where the reception side optical waveguide 7B is provided and the region where the transmission side optical waveguide 7A is provided by the inclined surface 10. preferable. In this case, the clad structure 1 has the inclined surface 10 on the surface between the reception side optical waveguide 7B and the transmission side optical waveguide 7A. 6 and 7, the same components as those in the first embodiment described above [see FIG. 5D and FIG. 2] are denoted by the same reference numerals.

また、例えば、コアサイズの異なる受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとの間の表面にできる段差6はそのままにして、クラッドフィルム(カバーフィルム)5を、段差6に応じた部分にスリットを有するものとするか、又は、図8,図9に示すように、2分割されたクラッドフィルム(カバーフィルム)5A,5Bを用い、段差6に応じた部分に隙間ができるように段差6を挟んで両側に設けるようにして、クラッドフィルム5に歪が生じないようにするのも好ましい。なお、図8,図9では、上述の第1実施形態[図5(D),図2参照]のものと同一のものには同一の符号を付している。   Further, for example, the step 6 formed on the surface between the reception side optical waveguide 7B and the transmission side optical waveguide 7A having different core sizes is left as it is, and the clad film (cover film) 5 is slit at a portion corresponding to the step 6. 8 or 9, the clad film (cover film) 5A, 5B divided into two parts is used, and a step 6 is formed so that a gap is formed in a portion corresponding to the step 6. It is also preferable that the clad film 5 be provided on both sides so that the clad film 5 is not distorted. In FIGS. 8 and 9, the same components as those in the first embodiment described above (see FIGS. 5D and 2) are denoted by the same reference numerals.

また、上述の実施形態では、曲面2上に形成された受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aを持つクラッド構造体1を用いた光導波路構造体8に本発明を適用した場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、例えば図10に示すように、平面12上に形成された受信側光導波路(直線導波路)7BX及び送信側光導波路(直線導波路)7AXを持つクラッド構造体11を用いた光導波路構造体に本発明を適用することもできる。なお、図10では、上述の第1実施形態[図2参照]のものと同一のものには同一の符号を付している。   In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the optical waveguide structure 8 using the clad structure 1 having the reception-side optical waveguide 7B and the transmission-side optical waveguide 7A formed on the curved surface 2 is taken as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 10, a reception-side optical waveguide (linear waveguide) 7BX and a transmission-side optical waveguide (linear waveguide) formed on the plane 12 are used. The present invention can also be applied to an optical waveguide structure using the clad structure 11 having 7AX. In FIG. 10, the same components as those in the first embodiment described above [see FIG. 2] are denoted by the same reference numerals.

以下、実施例によって更に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
本実施例では、上述の実施形態で説明した製造方法(プロセスフロー)によって、曲面2上にコアサイズの異なる受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aを有する光導波路構造体(ポリマ光導波路)8のサンプルを作製し、光ファイバアレイ33、受光デバイス31A、発光デバイス32Aとの間の結合損失を、従来構造のサンプルと比較した。
Hereinafter, it demonstrates still in detail according to an Example. However, the present invention is not limited to the following examples.
In this example, an optical waveguide structure (polymer optical waveguide) having a reception side optical waveguide 7B and a transmission side optical waveguide 7A having different core sizes on the curved surface 2 by the manufacturing method (process flow) described in the above embodiment. 8 samples were prepared, and the coupling loss among the optical fiber array 33, the light receiving device 31A, and the light emitting device 32A was compared with the sample of the conventional structure.

本実施例では、透明曲面構造体1を射出成型(モールド成型)によって作製して用いた。つまり、曲率半径5mmの曲面(1/4円弧)を凸面とし、この凸面を構成する曲面2に沿って、8本の溝(導波路溝)3A,3Bが平行に形成されたモールド成型体を曲面構造体1として用いた。材料はポリオレフィンを用いた。波長850nmでの屈折率は1.50であった。   In this example, the transparent curved surface structure 1 was produced and used by injection molding (mold molding). That is, a molded body in which a curved surface (1/4 arc) having a curvature radius of 5 mm is a convex surface, and eight grooves (waveguide grooves) 3A and 3B are formed in parallel along the curved surface 2 constituting the convex surface. Used as the curved structure 1. Polyolefin was used as the material. The refractive index at a wavelength of 850 nm was 1.50.

ここでは、8本の溝として、縦0.050mm×横0.050mmの断面形状を有する4本の溝(受信側導波路溝)3Bをピッチ0.25mmで平行に形成するとともに、縦0.034mm×横0.034mmの断面形状を有する4本の溝(送信側導波路溝)3Aをピッチ0.25mmで平行に形成した。
また、後述するようにして受信側導波路溝3Bに形成される導波路コア(受信側光導波路7Bのコア)4Bの中心軸(受信側光導波路7Bの中心軸)と送信側導波路溝3Aに形成される導波路コア(送信側光導波路7Aのコア)4Aの中心軸(送信側光導波路7Aの中心軸)とが同一平面上に並び[図1(A),(B)参照]、各光導波路7A,7Bの中心軸が光ファイバアレイ33(ここでは12本の光ファイバ33Aをピッチ0.25mmで備えるファイバアレイ)を構成する各光ファイバ33Aの中心軸と一致するように[図2(B)参照]、縦0.050mm×横0.050mmの断面形状を有する受信側導波路溝3Bの底を、縦0.034mm×横0.034mmの断面形状を有する送信側導波路溝3Aの底よりも0.008mmだけ深い位置に形成した[図2(A)参照]。これに応じて、曲面構造体1の曲面2には、受信側導波路溝3Bが形成されている領域(受信側光導波路7Bの表面)と送信側導波路溝3Aが形成されている領域(送信側光導波路7Aの表面)との間に0.008mmの段差6ができた[図2(A)参照]。
Here, as the eight grooves, four grooves (reception-side waveguide grooves) 3B having a cross-sectional shape of 0.050 mm in length × 0.050 mm in width are formed in parallel at a pitch of 0.25 mm, and a length of 0. Four grooves (transmission-side waveguide grooves) 3A having a cross-sectional shape of 034 mm × lateral 0.034 mm were formed in parallel at a pitch of 0.25 mm.
Further, as will be described later, the central axis (the central axis of the reception-side optical waveguide 7B) 4B and the transmission-side waveguide groove 3A of the waveguide core (core of the reception-side optical waveguide 7B) formed in the reception-side waveguide groove 3B. And the central axis of the waveguide core (core of the transmission side optical waveguide 7A) 4A formed on the same plane (the central axis of the transmission side optical waveguide 7A) are aligned on the same plane [see FIGS. 1A and 1B], The central axes of the optical waveguides 7A and 7B coincide with the central axes of the optical fibers 33A constituting the optical fiber array 33 (here, a fiber array having 12 optical fibers 33A at a pitch of 0.25 mm) [FIG. 2 (B)], the bottom of the receiving-side waveguide groove 3B having a cross-sectional shape of 0.050 mm in length × 0.050 mm in width is the transmission-side waveguide groove having a cross-sectional shape of 0.034 mm in length × 0.034 mm in width. It is 0.008mm from the bottom of 3A It was formed at a deep position [see FIG. 2 (A)]. Accordingly, on the curved surface 2 of the curved surface structure 1, a region where the reception-side waveguide groove 3B is formed (the surface of the reception-side optical waveguide 7B) and a region where the transmission-side waveguide groove 3A is formed ( A step 6 of 0.008 mm was formed between the optical waveguide 7A and the transmission-side optical waveguide 7A (see FIG. 2A).

さらに、上述のように射出成型によって曲面構造体1を作製する際に、各溝3A,3Bの両端面に外向きに凸の半球面レンズ9を同時に形成した[図2(B)参照]。レンズ9の直径は0.25mmとし、レンズ9と溝3A,3Bの終端との間の距離は0.5mmとし、レンズ9の焦点距離(レンズ9と光ファイバ33Aとの間の距離)は0.5mmとした[図2(B)参照]。   Furthermore, when producing the curved surface structure 1 by injection molding as described above, hemispherical lenses 9 that are convex outward are simultaneously formed on both end faces of the grooves 3A and 3B [see FIG. 2 (B)]. The diameter of the lens 9 is 0.25 mm, the distance between the lens 9 and the ends of the grooves 3A and 3B is 0.5 mm, and the focal length of the lens 9 (the distance between the lens 9 and the optical fiber 33A) is 0. .5 mm [see FIG. 2 (B)].

充填用のコア液(ポリマ液)4には、硬化後の屈折率が1.55となる紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いた。
コア液4が充填された溝(導波路溝)3A,3Bの上部を覆うクラッドフィルム5には、ポリオレフィン製で厚さ0.05mmのフィルム(透明フィルム;オレフィンフィルム)を用いた。波長850nmでの屈折率は1.50であった。
As the core liquid (polymer liquid) 4 for filling, an ultraviolet curable epoxy resin having a refractive index after curing of 1.55 was used.
A film (transparent film; olefin film) made of polyolefin and having a thickness of 0.05 mm was used as the clad film 5 covering the upper portions of the grooves (waveguide grooves) 3A and 3B filled with the core liquid 4. The refractive index at a wavelength of 850 nm was 1.50.

これらを用いて、以下のようにして光導波路構造体8のサンプルを作製した。
まず、透明曲面構造体1の曲面2上の溝部分に、定量ディスペンサによって例えば0.1ccのコア液4を滴下した。
次に、その表面にクラッドフィルム5を押し当てながら、溝3A,3Bにコア液4を完全に充填し、同時に溝3A,3B以外の部分のコア液4を排除した。
Using these, a sample of the optical waveguide structure 8 was produced as follows.
First, for example, 0.1 cc of the core liquid 4 was dropped into the groove portion on the curved surface 2 of the transparent curved surface structure 1 by a quantitative dispenser.
Next, the core liquid 4 was completely filled in the grooves 3A and 3B while the clad film 5 was pressed against the surface thereof, and at the same time, the core liquid 4 other than the grooves 3A and 3B was removed.

この状態でコア液4に紫外線を照射して半硬化させた。なお、ここではコア液4を半硬化させるに留めているが、この段階で本硬化させても良い。
そして、これをオーブンに入れて120℃で60分にわたって加熱して、コア液4を本硬化させて、導波路コア4A,4Bを形成した。
このようにして、曲面2上に受信側光導波路7B及び送信側光導波路7Aを備える光導波路構造体8のサンプルを作製した。
In this state, the core liquid 4 was irradiated with ultraviolet rays and semi-cured. Although the core liquid 4 is semi-cured here, it may be cured at this stage.
And this was put into oven and heated at 120 degreeC for 60 minutes, the core liquid 4 was fully hardened, and waveguide core 4A, 4B was formed.
In this manner, a sample of the optical waveguide structure 8 including the reception-side optical waveguide 7B and the transmission-side optical waveguide 7A on the curved surface 2 was produced.

一方、比較例として、従来構造のサンプルも用意した。つまり、8本の溝のすべてが縦0.050mm×横0.050mmの断面形状を有し、それ以外は同一の透明曲面構造体、及び、8本の溝のすべてが縦0.034mm×横0.034mmの断面形状を有し、それ以外は同一の透明曲面構造体の2種類の透明曲面構造体を用意した。そして、これらの透明曲面構造体のそれぞれに、上述の実施例と同様の方法で、コア液を滴下し、クラッドフィルムで覆いながら溝にコア液を充填した後、コア液を硬化させて、2種類の従来構造のサンプルを作製した。なお、コアが縦0.050mm×横0.050mmの断面形状を有するものを第1サンプルと呼び、コアが縦0.034mm×横0.034mmの断面形状を有するものを第2サンプルと呼ぶ。   On the other hand, a sample having a conventional structure was also prepared as a comparative example. That is, all of the eight grooves have a cross-sectional shape of 0.050 mm in length × 0.050 mm in width, and other than that, the same transparent curved surface structure and all of the eight grooves have a length of 0.034 mm × width. Two types of transparent curved surface structures having the same cross-sectional shape of 0.034 mm and the same transparent curved surface structure were prepared. Then, the core liquid is dropped onto each of these transparent curved surface structures in the same manner as in the above-described embodiments, and the core liquid is filled in the groove while being covered with the clad film, and then the core liquid is cured, and 2 Samples of various conventional structures were made. A sample having a cross-sectional shape of 0.050 mm in length and 0.050 mm in width is called a first sample, and a sample having a cross-sectional shape of 0.034 mm in length and 0.034 mm in width is called a second sample.

このようにして得られたサンプルを、以下のようにして評価した。
送信側の結合損失の評価は、以下のようにして行なった。
光源として波長850nmの面発光レーザ32Aを用い、この面発光レーザ32Aの発光面32AX(出射径15μm)上に、上述のようにして作製した各サンプルをアライメントして設置し、各サンプルを通過して反対側に出てきた光を、調芯したマルチモード光ファイバ(コア径0.050mm)33Aで受け、光パワーメータで出力を測定した。
The samples thus obtained were evaluated as follows.
The coupling loss on the transmission side was evaluated as follows.
A surface-emitting laser 32A having a wavelength of 850 nm is used as a light source, and the samples prepared as described above are aligned and placed on the light-emitting surface 32AX (emission diameter 15 μm) of the surface-emitting laser 32A. The light that came out on the opposite side was received by an aligned multimode optical fiber (core diameter 0.050 mm) 33A, and the output was measured with an optical power meter.

受信側の結合損失の評価は、以下のようにして行なった。
波長850nmの外部光源からの光を、マルチモード光ファイバ(コア径0.050mm)を介して、上述のようにして作製した各サンプルの光ファイバ側の端面まで導き、各サンプルを通過して反対側に出てきた光を、調芯したマルチモード光ファイバ(コア径0.10mm)で受け、光パワーメータで出力を測定した。なお、ここでは、結合損失を、より正確に測定するために、フォトディテクタ(受光素子)31Aの受光面31AX(直径0.10mm)と同じ直径のコアを持つ光ファイバで受けて、光パワーメータで出力を測定するようにしている。
Evaluation of the coupling loss on the receiving side was performed as follows.
Light from an external light source with a wavelength of 850 nm is guided to the end face on the optical fiber side of each sample prepared as described above through a multimode optical fiber (core diameter 0.050 mm), and passes through each sample to be opposite. The light which came out to the side was received by the aligned multimode optical fiber (core diameter 0.10 mm), and the output was measured with an optical power meter. Here, in order to measure the coupling loss more accurately, the coupling loss is received by an optical fiber having a core having the same diameter as that of the light receiving surface 31AX (diameter 0.10 mm) of the photodetector (light receiving element) 31A. The output is measured.

この結果、図11に示すように、本実施例のサンプルを用いた場合の送信側の結合損失は、第1サンプルを用いた場合と比較して、0.8〜1.2dB程度低くなった。また、本実施例のサンプルを用いた場合の受信側の結合損失は、第2サンプルを用いた場合と比較して、0.7〜1.0dB程度低くなった。このように、本実施例のサンプルを用いることで、受信側及び送信側ともに結合損失を抑えることができることが確認できた。また、本実施例のサンプルを用いることによって、他の導波路コアからの出射光量(漏れ光の出射光量)は、入射光量の−30〜−35dBのレンジになっており、ノイズ(クロストークノイズ)を低減できることも確認できた。   As a result, as shown in FIG. 11, the coupling loss on the transmission side when the sample of this example is used is about 0.8 to 1.2 dB lower than that when the first sample is used. . Further, the coupling loss on the receiving side when using the sample of this example was lower by about 0.7 to 1.0 dB than when using the second sample. Thus, it was confirmed that the coupling loss can be suppressed on the receiving side and the transmitting side by using the sample of this example. Further, by using the sample of this example, the amount of light emitted from other waveguide cores (the amount of light emitted from leakage light) is in the range of −30 to −35 dB of the amount of incident light, and noise (crosstalk noise) ) Could be reduced.

次に、他の実施例のサンプルとして、コアサイズの異なる受信側光導波路7Bと送信側光導波路7Aとの間の表面に段差6がなく、斜面10になっており、それ以外は同一の曲面構造体1を用い、上述の実施例と同様の方法で作製したサンプル(図6,図7参照)、及び、上述の実施例と同一の曲面構造体1を、段差6を挟んで両側に2分割された2枚のクラッドフィルム5A,5Bで覆うようにし、それ以外は上述の実施例と同様の方法で作製されたサンプル(図8,図9参照)の2種類のサンプルを作製し、上述の実施例のサンプルと比較して、作製直後にクラッドフィルムに生じるクラックの発生率(クラック発生率)の評価を行なった。   Next, as a sample of another embodiment, there is no step 6 on the surface between the receiving-side optical waveguide 7B and the transmitting-side optical waveguide 7A having different core sizes, and the inclined surface 10 is otherwise the same curved surface. A sample (see FIGS. 6 and 7) manufactured using the structure 1 in the same manner as in the above-described embodiment, and the same curved structure 1 as that in the above-described embodiment are arranged on both sides with a step 6 therebetween. Two samples of samples (see FIG. 8 and FIG. 9) prepared by the same method as in the above-described embodiment except that the two clad films 5A and 5B are covered, and the above-described examples are prepared. Compared with the sample of Example 1, the rate of occurrence of cracks (crack rate) generated in the clad film immediately after production was evaluated.

図12に示すように、上述の実施例(第1実施例)のサンプルでは、20サンプル中、6個にクラックが観察され、クラック発生率は30%であった。これに対し、曲面構造体が斜面を有する他の実施例(第2実施例)のサンプルでは、20サンプル中、2個にクラックが観察され、クラック発生率は10%であった。また、クラッドフィルムを2分割した他の実施例のサンプル(第3実施例)では、20サンプル中、クラックが観察されたものはなく、クラック発生率は0%であった。このように、2種類の他の実施例の構成は、いずれも、クラックの発生を抑える効果があることが確認できた。また、段差上にクラッドフィルムを設けない構成は、クラックの発生を抑えるのに特に有効であることが確認できた。   As shown in FIG. 12, in the sample of the above-described example (first example), cracks were observed in 6 out of 20 samples, and the crack generation rate was 30%. On the other hand, in the sample of another example (second example) in which the curved structure has an inclined surface, cracks were observed in 2 out of 20 samples, and the crack occurrence rate was 10%. Further, in the sample of the other example (third example) in which the clad film was divided into two, no crack was observed in 20 samples, and the crack occurrence rate was 0%. Thus, it was confirmed that the configurations of the two other examples had an effect of suppressing the occurrence of cracks. Moreover, it has confirmed that the structure which does not provide a clad film on a level | step difference is especially effective in suppressing generation | occurrence | production of a crack.

以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
光ファイバアレイに含まれる受信用光ファイバと受光デバイスとを接続する受信側光導波路と、
前記光ファイバアレイに含まれる送信用光ファイバと発光デバイスとを接続する送信側光導波路とを備え、
前記受信側光導波路のコアの断面積が、前記送信側光導波路のコアの断面積よりも大きいことを特徴とする光導波路構造体。
Hereinafter, additional notes will be disclosed regarding the above-described embodiment.
(Appendix 1)
A receiving-side optical waveguide connecting a receiving optical fiber and a light receiving device included in the optical fiber array;
A transmission-side optical waveguide that connects a transmission optical fiber and a light-emitting device included in the optical fiber array;
An optical waveguide structure, wherein a cross-sectional area of a core of the reception-side optical waveguide is larger than a cross-sectional area of a core of the transmission-side optical waveguide.

(付記2)
前記受信側光導波路のコアの断面の最短距離は、前記受信用光ファイバのコアの直径と同一又はそれよりも大きく、
前記送信側光導波路のコアの断面の最長距離は、前記送信用光ファイバのコアの直径と同一又はそれよりも小さいことを備えることを特徴とする、付記1記載の光導波路構造体。
(Appendix 2)
The shortest distance of the cross section of the core of the receiving optical waveguide is equal to or larger than the diameter of the core of the receiving optical fiber,
The optical waveguide structure according to appendix 1, wherein the longest distance of the cross section of the core of the transmission-side optical waveguide is equal to or smaller than the diameter of the core of the transmission optical fiber.

(付記3)
前記受信側光導波路のコアの断面の最長距離は、前記受光デバイスの受光面の直径と同一又はそれよりも小さく、
前記送信側光導波路のコアの断面の最短距離は、前記発光デバイスの発光面の直径と同一又はそれよりも大きいことを備えることを特徴とする、付記1又は2記載の光導波路構造体。
(Appendix 3)
The longest distance of the cross section of the core of the receiving side optical waveguide is equal to or smaller than the diameter of the light receiving surface of the light receiving device,
The optical waveguide structure according to appendix 1 or 2, wherein a shortest distance of a cross section of a core of the transmission side optical waveguide is equal to or larger than a diameter of a light emitting surface of the light emitting device.

(付記4)
前記受信側光導波路と前記送信側光導波路とは、前記光ファイバアレイが接続される側の端面において光導波路の中心軸が同一平面上に並び、かつ、前記光ファイバアレイを構成する各光ファイバの中心軸の間隔と一致するように設けられていることを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の光導波路構造体。
(Appendix 4)
The receiving-side optical waveguide and the transmitting-side optical waveguide are arranged such that the central axes of the optical waveguide are aligned on the same plane at the end face on the side to which the optical fiber array is connected, and each optical fiber constituting the optical fiber array The optical waveguide structure according to any one of appendices 1 to 3, wherein the optical waveguide structure is provided so as to coincide with an interval between the central axes.

(付記5)
曲面上に形成された異なるサイズの溝を有するクラッド構造体と、
前記溝に形成された導波路コアと、
前記導波路コアを覆うクラッドフィルムとを備え、
前記受信側光導波路及び前記送信側光導波路は、前記クラッド構造体、前記導波路コア及び前記クラッドフィルムによって構成されることを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項に記載の光導波路構造体。
(Appendix 5)
A clad structure having grooves of different sizes formed on a curved surface;
A waveguide core formed in the groove;
A clad film covering the waveguide core;
The optical waveguide according to any one of appendices 1 to 4, wherein the reception-side optical waveguide and the transmission-side optical waveguide are configured by the cladding structure, the waveguide core, and the cladding film. Structure.

(付記6)
曲面上に形成された異なるサイズの溝を有するクラッド構造体と、
前記溝に形成された導波路コアと、
前記導波路コアを覆うクラッドフィルムとを備え、
前記受信側光導波路及び前記送信側光導波路は、前記クラッド構造体、前記導波路コア及び前記クラッドフィルムによって構成され、
前記受信側光導波路と前記送信側光導波路とは、前記光ファイバアレイが接続される側の端面において光導波路の中心軸が同一平面上に並び、かつ、前記光ファイバアレイを構成する各光ファイバの中心軸の間隔と一致するように設けられており、
前記クラッド構造体は、前記受信側光導波路と前記送信側光導波路との間の表面に段差を有することを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の光導波路構造体。
(Appendix 6)
A clad structure having grooves of different sizes formed on a curved surface;
A waveguide core formed in the groove;
A clad film covering the waveguide core;
The reception-side optical waveguide and the transmission-side optical waveguide are constituted by the cladding structure, the waveguide core, and the cladding film,
The receiving-side optical waveguide and the transmitting-side optical waveguide are arranged such that the central axes of the optical waveguide are aligned on the same plane at the end face on the side to which the optical fiber array is connected, and each optical fiber constituting the optical fiber array It is provided so as to match the interval of the central axis of
The optical waveguide structure according to any one of appendices 1 to 3, wherein the cladding structure has a step on a surface between the reception-side optical waveguide and the transmission-side optical waveguide.

(付記7)
前記クラッドフィルムは、前記段差に応じた部分にスリットを有するか、又は、前記クラッドフィルムは、2分割されており、前記段差を挟んで両側に設けられていることを特徴とする、付記6記載の光導波路構造体。
(付記8)
曲面上に形成された異なるサイズの溝を有するクラッド構造体と、
前記溝に形成された導波路コアと、
前記導波路コアを覆うクラッドフィルムとを備え、
前記受信側光導波路及び前記送信側光導波路は、前記クラッド構造体、前記導波路コア及び前記クラッドフィルムによって構成され、
前記受信側光導波路と前記送信側光導波路とは、前記光ファイバアレイが接続される側の端面において光導波路の中心軸が同一平面上に並び、かつ、前記光ファイバアレイを構成する各光ファイバの中心軸の間隔と一致するように設けられており、
前記クラッド構造体は、前記受信側光導波路と前記送信側光導波路との間の表面に斜面を有することを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の光導波路構造体。
(Appendix 7)
Additional note 6, wherein the clad film has a slit at a part corresponding to the step, or the clad film is divided into two parts and is provided on both sides of the step. Optical waveguide structure.
(Appendix 8)
A clad structure having grooves of different sizes formed on a curved surface;
A waveguide core formed in the groove;
A clad film covering the waveguide core;
The reception-side optical waveguide and the transmission-side optical waveguide are constituted by the cladding structure, the waveguide core, and the cladding film,
The receiving-side optical waveguide and the transmitting-side optical waveguide are arranged such that the central axes of the optical waveguide are aligned on the same plane at the end face on the side to which the optical fiber array is connected, and each optical fiber constituting the optical fiber array It is provided so as to match the interval of the central axis of
The optical waveguide structure according to any one of appendices 1 to 3, wherein the clad structure has a slope on a surface between the reception-side optical waveguide and the transmission-side optical waveguide.

(付記9)
付記1〜8のいずれか1項に記載の光導波路構造体を備えることを特徴とする光モジュール。
(付記10)
光ファイバアレイに含まれる受信用光ファイバと受光デバイスとを接続する受信側光導波路と、前記光ファイバアレイに含まれる送信用光ファイバと発光デバイスとを接続する送信側光導波路とを備える光導波路構造体の製造方法であって、
前記受信側光導波路のコアの断面積が前記送信側光導波路のコアの断面積よりも大きくなるように、曲面上に異なるサイズの溝を有するクラッド構造体を作製する工程と、
前記溝に液状コア材料を充填するとともに、前記溝をクラッドフィルムで覆う工程と、
前記クラッドフィルムによって覆われた状態で前記液状コア材料を硬化させる工程とを含むことを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
(Appendix 9)
An optical module comprising the optical waveguide structure according to any one of appendices 1 to 8.
(Appendix 10)
An optical waveguide comprising: a receiving-side optical waveguide that connects a receiving optical fiber and a light-receiving device included in the optical fiber array; and a transmitting-side optical waveguide that connects the transmitting optical fiber and the light-emitting device included in the optical fiber array. A structure manufacturing method comprising:
Producing a clad structure having grooves of different sizes on the curved surface such that the cross-sectional area of the core of the receiving-side optical waveguide is larger than the cross-sectional area of the core of the transmitting-side optical waveguide;
Filling the groove with a liquid core material and covering the groove with a cladding film;
And a step of curing the liquid core material in a state covered with the clad film.

(A)は、本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸方向に沿う断面図)であり、(B)は、本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体に含まれる光導波路の断面形状(光導波路の中心軸に直交する方向に沿う断面形状)と光ファイバアレイに含まれる光ファイバの断面形状との関係を示す模式的断面図である。(A) is typical sectional drawing (sectional drawing in alignment with the central-axis direction of an optical waveguide) which shows the structure of the optical waveguide structure concerning one Embodiment of this invention, (B) is one Embodiment of this invention. Schematic cross section showing the relationship between the cross-sectional shape of the optical waveguide included in the optical waveguide structure according to the embodiment (the cross-sectional shape along the direction orthogonal to the central axis of the optical waveguide) and the cross-sectional shape of the optical fiber included in the optical fiber array FIG. (A)は、本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸に直交する方向に沿う断面図)であり、(B)は、本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸方向に沿う断面図)、及び、光ファイバアレイの構成を示す模式的断面図(光ファイバの中心軸方向に沿う断面図)である。(A) is typical sectional drawing (sectional drawing in alignment with the direction orthogonal to the central axis of an optical waveguide) which shows the structure of the optical waveguide structure concerning one Embodiment of this invention, (B) is this invention. Schematic sectional view showing the configuration of the optical waveguide structure according to one embodiment (sectional view along the central axis direction of the optical waveguide), and schematic sectional view showing the configuration of the optical fiber array (central axis of the optical fiber) It is sectional drawing along a direction). (A)は、本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体に含まれる光導波路の断面形状(光導波路の中心軸に直交する方向に沿う断面形状)と受光デバイスの受光面形状との関係を示す模式図であり、(B)は、本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体に含まれる光導波路の断面形状(光導波路の中心軸に直交する方向に沿う断面形状)と発光デバイスの発光面形状との関係を示す模式図である。(A) is the relationship between the cross-sectional shape (cross-sectional shape along the direction orthogonal to the center axis | shaft of an optical waveguide) of the optical waveguide contained in the optical waveguide structure concerning one Embodiment of this invention, and the light-receiving surface shape of a light-receiving device. FIG. 5B is a schematic diagram illustrating a cross-sectional shape of an optical waveguide included in the optical waveguide structure according to an embodiment of the present invention (a cross-sectional shape along a direction perpendicular to the central axis of the optical waveguide) and a light-emitting device. It is a schematic diagram which shows the relationship with the light emission surface shape. 本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体を用いた多チャンネル光トランシーバ(光モジュール)を説明するための模式的斜視図である。It is a typical perspective view for demonstrating the multichannel optical transceiver (optical module) using the optical waveguide structure concerning one Embodiment of this invention. (A)〜(D)は、本発明の一実施形態にかかる光導波路構造体の製造方法を説明するための図である。(A)-(D) are the figures for demonstrating the manufacturing method of the optical waveguide structure concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the structure of the optical waveguide structure concerning the modification of one Embodiment of this invention. (A)は、本発明の一実施形態の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸に直交する方向に沿う断面図)であり、(B)は、本発明の一実施形態の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸方向に沿う断面図)、及び、光ファイバアレイの構成を示す模式的断面図(光ファイバの中心軸方向に沿う断面図)である。(A) is typical sectional drawing (sectional drawing which follows the direction orthogonal to the central axis of an optical waveguide) which shows the structure of the optical waveguide structure concerning the modification of one Embodiment of this invention, (B) , A schematic cross-sectional view showing a configuration of an optical waveguide structure according to a modification of one embodiment of the present invention (a cross-sectional view taken along the central axis direction of the optical waveguide), and a schematic cross-sectional view showing a configuration of an optical fiber array It is sectional drawing which follows the central-axis direction of an optical fiber. 本発明の一実施形態の他の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the structure of the optical waveguide structure concerning the other modification of one Embodiment of this invention. (A)は、本発明の一実施形態の他の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸に直交する方向に沿う断面図)であり、(B)は、本発明の一実施形態の他の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸方向に沿う断面図)、及び、光ファイバアレイの構成を示す模式的断面図(光ファイバの中心軸方向に沿う断面図)である。(A) is typical sectional drawing (sectional drawing which follows the direction orthogonal to the central axis of an optical waveguide) which shows the structure of the optical waveguide structure concerning the other modification of one Embodiment of this invention, (B ) Shows a schematic cross-sectional view (cross-sectional view along the central axis direction of the optical waveguide) showing the configuration of the optical waveguide structure according to another modification of the embodiment of the present invention, and shows the configuration of the optical fiber array. It is typical sectional drawing (sectional drawing in alignment with the central-axis direction of an optical fiber). (A)は、本発明の一実施形態の他の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的断面図(光導波路の中心軸に直交する方向に沿う断面図)であり、(B)は、本発明の一実施形態の他の変形例にかかる光導波路構造体の構成を示す模式的斜視図である。(A) is typical sectional drawing (sectional drawing which follows the direction orthogonal to the central axis of an optical waveguide) which shows the structure of the optical waveguide structure concerning the other modification of one Embodiment of this invention, (B ) Is a schematic perspective view showing a configuration of an optical waveguide structure according to another modification of the embodiment of the present invention. 本発明の一実施例にかかる光導波路構造体のサンプル、比較例としての第1サンプル及び第2サンプルのそれぞれの結合損失を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured each coupling loss of the sample of the optical waveguide structure concerning one Example of this invention, and the 1st sample and 2nd sample as a comparative example. 本発明の一実施例にかかる光導波路構造体のサンプル、比較例としての第1サンプル及び第2サンプルのそれぞれの結合損失を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured each coupling loss of the sample of the optical waveguide structure concerning one Example of this invention, and the 1st sample and 2nd sample as a comparative example. (A),(B)は、本発明の課題を説明するための模式的断面図である。(A), (B) is typical sectional drawing for demonstrating the subject of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 曲面構造体(クラッド構造体)
2 曲面(凸面)
3A 送信側溝(導波路用溝)
3B 受信側溝(導波路用溝)
4 液状コア材料
4A 送信側導波路コア
4B 受信側導波路コア
5,5A,5B クラッドフィルム
6 段差
7A 送信側光導波路(曲線導波路)
7B 受信側光導波路(曲線導波路)
7AX 送信側光導波路(直線導波路)
7BX 受信側光導波路(直線導波路)
8 光導波路構造体(ポリマ光導波路)
9 レンズ
10 斜面
11 平面構造体(クラッド構造体)
12 平面
30 プリント基板(回路基板)
31 面型受光素子アレイ(PDアレイチップ)
31A 受光デバイス
31AX 受光面
32 面型発光素子アレイ(VCSELアレイチップ)
32A 発光デバイス
32AX 発光面
33 光ファイバアレイ(リボンファイバ)
33A 光ファイバ
34 光コネクタ
35 ドライバIC
36 レシーバIC
1 Curved structure (clad structure)
2 Curved surface (convex surface)
3A Transmission side groove (Guide groove)
3B Reception side groove (waveguide groove)
4 Liquid Core Material 4A Transmission Side Waveguide Core 4B Reception Side Waveguide Core 5, 5A, 5B Clad Film 6 Step 7A Transmission Side Optical Waveguide (Curve Waveguide)
7B Receiver optical waveguide (curved waveguide)
7AX Transmission-side optical waveguide (straight waveguide)
7BX Receiving side optical waveguide (straight waveguide)
8 Optical waveguide structure (polymer optical waveguide)
9 Lens 10 Slope 11 Planar structure (cladding structure)
12 Plane 30 Printed circuit board (circuit board)
31 Surface light receiving element array (PD array chip)
31A Light Receiving Device 31AX Light Receiving Surface 32 Planar Light Emitting Element Array (VCSEL Array Chip)
32A light emitting device 32AX light emitting surface 33 optical fiber array (ribbon fiber)
33A Optical fiber 34 Optical connector 35 Driver IC
36 Receiver IC

Claims (5)

光ファイバアレイに含まれる受信用光ファイバと受光デバイスとを接続する受信側光導波路と、
前記光ファイバアレイに含まれる送信用光ファイバと発光デバイスとを接続する送信側光導波路とを備え、
前記受信側光導波路のコアの断面積が、前記送信側光導波路のコアの断面積よりも大きいことを特徴とする光導波路構造体。
A receiving-side optical waveguide connecting a receiving optical fiber and a light receiving device included in the optical fiber array;
A transmission-side optical waveguide that connects a transmission optical fiber and a light-emitting device included in the optical fiber array;
An optical waveguide structure, wherein a cross-sectional area of a core of the reception-side optical waveguide is larger than a cross-sectional area of a core of the transmission-side optical waveguide.
前記受信側光導波路のコアの断面の最短距離は、前記受信用光ファイバのコアの直径と同一又はそれよりも大きく、
前記送信側光導波路のコアの断面の最長距離は、前記送信用光ファイバのコアの直径と同一又はそれよりも小さいことを備えることを特徴とする、請求項1記載の光導波路構造体。
The shortest distance of the cross section of the core of the receiving optical waveguide is equal to or larger than the diameter of the core of the receiving optical fiber,
2. The optical waveguide structure according to claim 1, wherein a longest distance of a cross section of a core of the transmission-side optical waveguide is equal to or smaller than a diameter of the core of the transmission optical fiber.
前記受信側光導波路のコアの断面の最長距離は、前記受光デバイスの受光面の直径と同一又はそれよりも小さく、
前記送信側光導波路のコアの断面の最短距離は、前記発光デバイスの発光面の直径と同一又はそれよりも大きいことを備えることを特徴とする、請求項1又は2記載の光導波路構造体。
The longest distance of the cross section of the core of the receiving side optical waveguide is equal to or smaller than the diameter of the light receiving surface of the light receiving device,
3. The optical waveguide structure according to claim 1, wherein a shortest distance of a cross section of a core of the transmission-side optical waveguide is equal to or larger than a diameter of a light emitting surface of the light emitting device.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光導波路構造体を備えることを特徴とする光モジュール。   An optical module comprising the optical waveguide structure according to claim 1. 光ファイバアレイに含まれる受信用光ファイバと受光デバイスとを接続する受信側光導波路と、前記光ファイバアレイに含まれる送信用光ファイバと発光デバイスとを接続する送信側光導波路とを備える光導波路構造体の製造方法であって、
前記受信側光導波路のコアの断面積が前記送信側光導波路のコアの断面積よりも大きくなるように、曲面上に異なるサイズの溝を有するクラッド構造体を作製する工程と、
前記溝に液状コア材料を充填するとともに、前記溝をクラッドフィルムで覆う工程と、
前記クラッドフィルムによって覆われた状態で前記液状コア材料を硬化させる工程とを含むことを特徴とする光導波路構造体の製造方法。
An optical waveguide comprising: a receiving-side optical waveguide that connects a receiving optical fiber and a light-receiving device included in the optical fiber array; and a transmitting-side optical waveguide that connects the transmitting optical fiber and the light-emitting device included in the optical fiber array. A structure manufacturing method comprising:
Producing a clad structure having grooves of different sizes on the curved surface such that the cross-sectional area of the core of the receiving-side optical waveguide is larger than the cross-sectional area of the core of the transmitting-side optical waveguide;
Filling the groove with a liquid core material and covering the groove with a cladding film;
And a step of curing the liquid core material in a state covered with the clad film.
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WO2023179289A1 (en) * 2022-03-24 2023-09-28 华为技术有限公司 Optical fiber array, optical module and communication device

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